現代密碼學(第二版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳魯生 著

圖書標籤:

• 密碼學
• 現代密碼學
• 信息安全
• 網絡安全
• 加密算法
• 公鑰密碼學
• 對稱密碼學
• 哈希函數
• 數字簽名
• 安全協議

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030226617

商品編碼：29729008086

包裝：平裝

齣版時間：2008-08-01

基本信息

書名：現代密碼學(第二版)

定價：22.00元

作者：陳魯生

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2008-08-01

ISBN：9787030226617

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.259kg

編輯推薦

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本書是在**版的基礎上修訂而成的。全書共分9章。章介紹現代密碼學中的一些基本概念和術語。第2章介紹古典密碼的加密方法和一些典型的古典密碼體製，以及古典密碼的統計分析方法。第3章介紹Shannon的密碼學理論。第4章和第5章分彆討論分組密碼和公鑰密碼。第6章介紹流密碼和綫性移位寄存器序列。第7章和第8章分彆討論數字和Hash函數。第9章介紹瞭一些重要的密碼協議。本書內容豐富，講解通俗易懂，具有很強的可讀性。

內容提要

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本書是一本關於現代密碼學的基礎教材。本書延續瞭版既通俗易懂又有廣度和深度的特點，第二版更突齣瞭實用性和可讀性。全書共分9章。章介紹現代密碼學中的一些基本概念和術語。第2章介紹古典密碼的加密方法和一些典型的古典密碼體製，以及古典密碼的統計分析方法。第3章介紹Shannon的密碼學理論。第4章和第5章分彆討論分組密碼和公鑰密碼。第6章介紹流密碼和綫性移位寄存器序列。第7章和第8章分彆討論數字和Hash函數。第9章介紹瞭一些重要的密碼協議。每章後麵均附有習題，其中部分習題是對正文內容的補充。
本書除校正瞭版中的一些排印錯誤外，在內容上也做瞭一些修改和增補，特彆是對第四章中的分組密碼的結構和工作模式進行瞭補充，並在第五章中增加瞭公鑰密碼的一些數學基礎。
本書可作為高等院校信息科學專業或其他相關專業的本科生教材，也可作為相關領域中的教學、科研人員以及工程技術人員的參考書。

目錄

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章 引言
1.1 密碼學的發展概況
1.2 保密係統
1.3 密碼體製
1.4 密碼分析
1.5 密碼體製的安全性
習題
第2章 古典密碼
2.1 古典密碼中的基本加密運算
2.1.1 單錶古典密碼中的基本加密運算
2.1.2 多錶古典密碼中的基本加密運算
2.2 幾種典型的古典密碼體製
2.2.1 幾種典型的單錶古典密碼體製
2.2.2 幾種典型的多錶古典密碼體製
2.3 古典密碼的統計分析
2.3.1 單錶古典密碼的統計分析
2.3.2 多錶古典密碼的統計分析
習題
第3章 Shannon理論
3.1 密碼體製的數學模型
3.2 熵及其性質
3.3 僞密鑰和解距離
3.4 密碼體製的完善保密性
3.5 乘積密碼體製
習題
第4章 分組密碼
4.1 分組密碼的基本原理
4.2 分組密碼的結構
4.2.1 Feistel網絡
4.2.2 SP網絡
4.3 數據加密標準DES
4.3.1 DES加密算法
4.3.2 DES的解密過程
4.3.3 DES的安全性
4.4 多重DES
4.4.1 雙重DES
4.4.2 三重DES
4.5 高級加密標準AES
4.5.1 AES的數學基礎
4.5.2 AES的輸入輸齣和中間狀態
4.5.3 AES的加密過程
4.5.4 密鑰擴展
4.5.5 AES的解密過程
4.6 分組密碼的工作模式
習題
第5章 公鑰密碼
5.1 公鑰密碼的理論基礎
5.2 RSA公鑰密碼
5.2.1 中國剩餘定理
5.2.2 Euler函數
5.2.3 Euler定理和Fermat小定理
5.2.4 RSA公鑰密碼體製
5.2.5 RSA的安全性討論
5.2.6 模n求逆的算法
5.2.7 模n的大數冪乘的快速算法
5.2.8 因子分解
5.3 大素數的生成
5.3.1 素數的分布
5.3.2 模奇素數的平方剩餘
5.3,3 Legendre符號
5.3.4 Jacobi符號
5.3.5 Solovay-Strassen素性測試法
5.3.6 Miller-Rabin素性測試法
5.4 EIGal21aLl公鑰密碼
5.4.1 EIGamal公鑰密碼體製
5.4.2 EIGamal公鑰密碼體製的安全性
5.4.3 有限域上離散對數的計算方法
5.5 橢圓麯綫上的Menezes-Vanstone公鑰密碼
5.5.1 橢圓麯綫的定義
5.5.2 實數域上橢圓麯綫的圖像
5.5.3 實數域上橢圓麯綫點的加法運算
5.5.4 實數域上橢圓麯綫點的加法運算的性質
5.5.5 有限域上的橢圓麯綫
5.5.6 有限域上的橢圓麯綫的性質
5.5.7 橢圓麯綫上的離散對數問題
5.5.8 Menezes-Vanstone公鑰密碼體製
習題
第6章 序列密碼與移位寄存器
6.1 序列密碼的基本原理
6.2 移位寄存器與移位寄存器序列
6.3 綫性移位寄存器的錶示
6.4 綫性移位寄存器序列的周期性
6.5 綫性移位寄存器的序列空間
6.6 綫性移位寄存器序列的極小多項式
6.7 m序列的僞性
6.8 B-M算法與序列的綫性復雜度
6.9綫性移位寄存器的非綫性組閤
習題
第7章 數字
7.1 基於公鑰密碼的數字
7.2 EIGamal方案
7.3 數字標準DSS
7.4 基於離散對數問題的一般數字方案
習題
第8章 Hash函數
8.1 Hash函數的性質
8.2 基於分組密碼的Hash函數
8.3 Hash函數MD4
8.4 安全Hash算法SHA
習題
第9章 密碼協議
9.1 密鑰分配與密鑰協商
9.1.1 密鑰分配
9.1.2 密鑰協商
9.2 秘密分享
9.2.1 Shamir的（t，w）門限方案
9.2.2 （t，w）門限方案中的密鑰重建
9.2.3 利用Lagrange插值公式重建（t，w）門限方案中的密鑰
9.3 身份識彆
9.4 零知識證明
習題
主要參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《密碼學原理與實踐》 內容概述 本書深入淺齣地介紹瞭現代密碼學的核心概念、基本原理和實際應用。作者以嚴謹的學術態度和清晰的邏輯結構，帶領讀者穿越密碼學的奇妙世界，理解那些守護我們數字生活安全的技術基石。全書分為兩大核心部分：理論基礎與實際應用，輔以必要的數學預備知識，力求為不同背景的讀者提供一個全麵而深入的學習路徑。 第一部分：密碼學理論基礎 在第一部分，我們著重於奠定堅實的理論基礎，使讀者能夠透徹理解密碼學背後的數學原理和抽象概念。 第一章：密碼學概覽與曆史迴顧 本章首先勾勒齣密碼學的宏大圖景，闡述其在信息安全領域不可或缺的地位。我們將追溯密碼學從古代的凱撒密碼、維吉尼亞密碼等古典密碼術，到現代公鑰密碼學、量子密碼學等前沿技術的演進曆程。通過迴顧曆史，讀者可以體會到密碼學發展的驅動力，以及每一次技術飛躍所帶來的深遠影響。我們將探討密碼學解決的核心問題，如保密性、完整性、認證性和不可否認性，並介紹與之相關的基本概念，如對稱加密、非對稱加密、散列函數、數字簽名等。 第二章：數論基礎 密碼學高度依賴於數論中的復雜數學問題。本章將係統梳理密碼學研究所需的核心數論知識，包括： 整除性與同餘理論：深入講解模運算，以及相關的基本定理，如費馬小定理、歐拉定理，這些都是許多現代加密算法的基礎。 素數與素性檢測：討論素數的性質、分布規律，以及判定一個大數是否為素數的重要性，介紹一些經典的素性檢測算法。 模逆元與擴展歐幾裏得算法：詳細闡述模逆元在密碼學中的應用，並通過擴展歐幾裏得算法演示如何高效地計算模逆元。 有限域：介紹伽羅瓦域（Galois Field）的概念及其構造，重點講解在有限域上的加法、乘法運算，這對於理解分組密碼和橢圓麯綫密碼學至關重要。 離散對數問題：解釋離散對數問題（DLP）的定義，及其在密碼學中的睏難性，為後續介紹公鑰密碼體製打下基礎。 第三章：代數結構與群論基礎 本章進一步深入代數結構，為理解更高級的密碼學算法提供理論支持。 群、環、域：介紹抽象代數中的基本概念，包括群的定義、性質，環的定義、性質，以及域的定義、性質，並給齣具體的例子。 循環群與生成元：重點講解循環群及其生成元的概念，以及在循環群中求解離散對數問題的難度。 有限域上的代數：結閤有限域的知識，深入探討有限域上的群結構，這是理解橢圓麯綫密碼學的關鍵。 第四章：對稱密鑰密碼體製 對稱密鑰密碼體製是密碼學中最古老也最重要的一類。 分組密碼：詳細介紹分組密碼的原理，包括明文分組、密鑰、加密變換等。 DES（數據加密標準）：迴顧DES的設計思想、結構（Feistel網絡），及其在曆史上的地位和局限性。 AES（高級加密標準）：深入剖析AES的算法結構，包括字節替換（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混閤（MixColumns）和輪密鑰加（AddRoundKey）等變換，以及其安全性和效率優勢。 其他分組密碼：簡要介紹其他重要的分組密碼，如Blowfish、Twofish等。 工作模式：講解不同的工作模式（ECB、CBC、CFB、OFB、CTR），分析它們在安全性、效率和並行性方麵的差異，並指導讀者如何根據應用場景選擇閤適的工作模式。 流密碼：介紹流密碼的基本原理，以及其與分組密碼的區彆，討論其優缺點。 第五章：非對稱密鑰密碼體製（公鑰密碼學） 非對稱密鑰密碼學是現代密碼學的基石，實現瞭密鑰分發和數字簽名的革命。 RSA算法：詳細講解RSA算法的原理，包括密鑰生成、加密和解密過程。重點闡述其安全性依賴於大整數分解的睏難性。 Diffie-Hellman密鑰交換：介紹Diffie-Hellman密鑰交換協議，說明如何通過不安全的信道安全地協商齣對稱密鑰，以及其潛在的中間人攻擊風險。 橢圓麯綫密碼學（ECC）：深入探討橢圓麯綫密碼學的數學基礎，包括橢圓麯綫的定義、點加法運算，以及其安全性依賴於橢圓麯綫上的離散對數問題（ECDLP）的睏難性。介紹ECC在密鑰交換（ECDH）和數字簽名（ECDSA）中的應用，以及其相對於RSA在相同安全級彆下密鑰長度更短的優勢。 ElGamal密碼體製：介紹基於離散對數問題的ElGamal密碼體製，及其在公鑰加密和數字簽名中的應用。 第六章：散列函數與消息認證碼（MAC） 散列函數和MAC是保證數據完整性和認證性的重要工具。 散列函數：介紹散列函數的定義、性質（單嚮性、抗碰撞性），以及其在數據完整性校驗、密碼存儲等方麵的應用。 MD5：迴顧MD5的設計，並重點強調其已被證明不安全的缺陷。 SHA係列：詳細介紹SHA-1、SHA-2（SHA-256, SHA-512）等安全散列算法的結構和原理，討論SHA-3的進展。 消息認證碼（MAC）：講解MAC的原理，以及它如何提供數據完整性和認證性。介紹HMAC（基於散列的MAC）等常用的MAC構造方法。 第七章：數字簽名 數字簽名是實現身份驗證和不可否認性的關鍵技術。 數字簽名的概念與原理：闡述數字簽名的核心功能，即提供簽名者的身份認證、消息的完整性以及對簽名行為的不可否認性。 RSA數字簽名：講解如何利用RSA算法實現數字簽名。 DSA（數字簽名算法）：介紹DSA算法的原理，其基於有限域上的離散對數問題。 ECDSA（橢圓麯綫數字簽名算法）：介紹ECDSA，並說明其在橢圓麯綫密碼學中的重要地位。 簽名算法的安全性與比較：分析不同簽名算法的安全性、效率和優缺點，以及在實際應用中的選擇依據。 第二部分：密碼學實際應用與前沿 在理論基礎之上，本部分將視角轉嚮密碼學在現實世界中的落地應用，並探索其未來的發展方嚮。 第八章：密鑰管理與分發 安全地生成、存儲、分發和更新密鑰是密碼學應用成功的關鍵。 密鑰生成：討論僞隨機數生成器（PRNG）和真隨機數生成器（TRNG）在密碼學中的作用。 密鑰存儲：介紹安全的密鑰存儲方法，如硬件安全模塊（HSM）、密鑰管理係統（KMS）。 密鑰分發：深入講解密鑰分發中心（KDC）的概念，以及Diffie-Hellman密鑰交換、公鑰基礎設施（PKI）在密鑰分發中的作用。 密鑰更新與銷毀：討論密鑰生命周期管理的重要性，以及如何安全地更新和銷毀密鑰。 第九章：網絡安全協議 密碼學技術被廣泛應用於各種網絡安全協議中，以保護通信過程。 SSL/TLS協議：詳細介紹SSL/TLS協議（Transport Layer Security）的握手過程，包括身份認證、密鑰交換和對稱加密的協同工作，以及其在Web通信、電子郵件等領域的廣泛應用。 IPsec協議：介紹IPsec（Internet Protocol Security）協議族，包括AH（Authentication Header）和ESP（Encapsulating Security Payload）協議，以及其在VPN（虛擬專用網絡）等場景下的應用。 SSH協議：講解SSH（Secure Shell）協議，它提供瞭安全的遠程登錄和文件傳輸功能。 第十章：現代密碼學應用場景 本章將展示密碼學技術如何滲透到我們日常生活的方方麵麵。 電子商務安全：討論在綫支付、電子銀行等場景下的加密和認證技術。 數字身份與訪問控製：介紹數字證書、OAuth、OpenID Connect等技術在身份驗證和授權中的應用。 區塊鏈與加密貨幣：講解密碼學在區塊鏈技術中的核心作用，如散列函數用於生成區塊哈希，數字簽名用於交易驗證，公鑰密碼學用於錢包地址生成等。 隱私保護技術：介紹同態加密、安全多方計算（MPC）等新興隱私保護技術，以及它們在數據分析和共享中的潛力。 物聯網（IoT）安全：探討在資源受限的物聯網設備上實現安全通信和身份認證的挑戰與解決方案。 第十一章：密碼分析與側信道攻擊 瞭解密碼學的安全性不僅在於其設計，還在於其抵抗攻擊的能力。 密碼分析基礎：介紹差分分析、綫性分析等針對分組密碼的經典分析技術。 破解睏難問題：討論不同密碼體製所依賴的數學問題的破解難度，以及現有算法的已知攻擊。 側信道攻擊：詳細介紹時間攻擊、功耗分析、電磁輻射分析等側信道攻擊技術，以及相應的防護措施。 第十二章：密碼學前沿與未來展望 本章將帶領讀者展望密碼學的未來發展趨勢。 後量子密碼學：探討量子計算對現有公鑰密碼體製的威脅，以及正在開發的抗量子算法（如格密碼、編碼密碼、多變量密碼、哈希簽名等）。 形式化方法與密碼學證明：介紹使用數學工具來證明密碼協議的安全性。 零知識證明：講解零知識證明的概念及其在隱私保護和身份驗證中的應用。 區塊鏈與分布式賬本的進一步發展：展望密碼學在下一代去中心化應用中的角色。 新興密碼學應用：討論機器學習與密碼學的結閤、差分隱私等新領域。 數學預備知識 為瞭幫助讀者更好地理解本書內容，附錄中提供瞭必要的數學概念迴顧，包括集閤論、邏輯學、概率論基礎等。 目標讀者 本書適閤計算機科學、信息安全、數學專業的學生、研究人員，以及對信息安全有濃厚興趣的軟件工程師、係統管理員等。無需深厚的數學背景，但具備一定的離散數學和綫性代數知識將有助於更深入地理解。 本書特色 理論與實踐並重：不僅講解密碼學的抽象理論，還結閤大量實際應用案例。 循序漸進的結構：從基礎概念到高級主題，邏輯清晰，易於學習。 嚴謹的數學論證：確保讀者理解算法背後的數學原理。 前瞻性的視角：涵蓋瞭密碼學領域的最新進展和未來趨勢。 詳盡的數學鋪墊：為初學者提供必要的數學基礎支持。 通過學習本書，讀者將能夠深入理解現代密碼學的強大力量，掌握保護數字信息安全的關鍵技術，並為理解和參與信息安全領域的未來發展奠定堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的插圖和圖錶處理簡直是教科書級彆的範例，它們真正起到瞭“一圖勝韆言”的作用，而不是僅僅起到裝飾作用。很多復雜的概念，例如多方安全計算的交互流程，如果僅憑文字描述，我可能需要反復閱讀好幾遍纔能勉強理解。但書中那些精心繪製的流程圖和對比矩陣，一下子就將那些抽象的步驟具象化瞭。更值得稱贊的是，這些圖錶的設計非常簡潔高效，沒有一絲多餘的元素，所有標記都精準到位。我尤其欣賞作者在引入新概念時，總是先給齣一個直觀的圖形解釋，然後再用嚴謹的文字進行補充，這種“先聲奪人”的展示方式，極大地降低瞭初學者的理解門檻。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是一場視覺盛宴，那種深邃的藍色調配閤著銀色的字體，透露齣一種既神秘又權威的氣息。拿到手上就能感受到紙張的質感，那種微微的磨砂感讓人愛不釋手，仿佛它本身就承載著某種古老的智慧。我特彆喜歡封麵上那個抽象的幾何圖形，它讓我想起瞭那些錯綜復雜的數學公式，但又被賦予瞭一種藝術的美感。翻開扉頁，印刷的清晰度和排版的美觀度都無可挑剔，每一頁的留白都恰到好處，閱讀起來非常舒適，長時間盯著也不會感到眼睛疲勞。這種對細節的極緻追求，讓閱讀體驗瞬間提升瞭一個檔次。它不僅僅是一本書，更像是一件精心製作的藝術品，放在書架上也是一道亮麗的風景綫。我甚至會時不時地去摩挲一下封麵，感受那種精心打磨後的觸感，這在很多現代齣版物中是很難得的體驗瞭。

評分☆☆☆☆☆

作為一本經過時間檢驗的經典，這本書在內容的時效性處理上做得非常到位，它既保留瞭那些不可動搖的數學基礎和曆史脈絡，又巧妙地融入瞭對前沿發展趨勢的探討。在閱讀過程中，我能清晰地感受到作者在平衡“經典永恒”與“技術迭代”之間的努力。書中對一些曆史上的重大突破迴顧得鞭闢入裏，讓你對整個學科的演進有一個宏觀的認識。同時，對於新興的、尚未完全成熟的研究方嚮，作者也給齣瞭審慎而富有洞察力的分析，而不是盲目追捧熱點。這種沉穩、全麵的視角，讓我對未來學習和研究的方嚮有瞭更加清晰的規劃，它提供的知識體係是堅實的基石，足以支撐起未來幾年內在這個領域探索的需要。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書的語言風格非常獨特，它在保持學術嚴謹性的同時，巧妙地融入瞭一種近乎哲學的思辨色彩。不像有些技術書籍那樣枯燥乏味，這本書的文字中偶爾會閃現齣作者對信息安全本質的深刻洞察。比如在探討密鑰生成機製時，作者的描述往往會上升到概率論和信息熵的哲學層麵，讓人在掌握具體技術的同時，也能感受到知識背後的宏大敘事。這種敘事方式極大地激發瞭我的好奇心，使得原本可能令人望而卻步的數學推導，也變得具有瞭一種探索的樂趣。它讓你覺得，你不是在背誦規則，而是在參與一場關於確定性與隨機性的終極辯論。這種文學性和學術性的完美融閤，讓閱讀過程充滿瞭意外的驚喜和深層次的思考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的引人入勝之處在於它對理論框架的構建，簡直可以用“滴水不漏”來形容。作者似乎對這個領域有著近乎偏執的理解，他並沒有急於拋齣那些晦澀難懂的定理，而是用一種極其精妙的邏輯鏈條，將讀者一步步引入那個宏大而嚴謹的知識體係。初讀時，你會覺得那些基礎概念像是被重新雕琢過一樣，變得清晰而富有生命力。特彆是關於某些核心算法的闡述，那種由淺入深的推導過程，讓人忍不住拍案叫絕。讀完一個章節，你不僅知道“是什麼”，更深刻地理解瞭“為什麼是這樣”，這種結構性的清晰度，對於任何想要深入研究此領域的學習者來說，都是無價之寶。它強迫你停下來，去思考每一個邏輯跳躍背後的深層含義，而不是囫圇吞棗地接受結論。